一种智能化十字板剪切仪系统技术方案

本技术公开了一种智能化十字板剪切仪系统，包括静探机、单片机、可调速驱动装置、角度传感器、钻杆、力传感器和十字板头；静探机和可调速驱动装置均经电缆线与单片机相连，可调速驱动装置与静探机的十字板扭力箱的输入端相连；角度传感器设置在静探机的十字板扭力箱上；钻杆的上端与静探机的十字板扭力箱的输出端相连，钻杆的下端与十字板头相连，力传感器设置在钻杆上；角速度传感器和力传感器均经电缆线与单片机相连。优点是：采用电动驱动替代现有技术中的操作员手动操作，能够精确控制十字板头的转速，准确获取十字板头的转动角度和转动速率。角度传感器的设置能够准确反馈十字板的转动角度从而经单片机计算获取精准的剪切速率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及地质勘察，尤其涉及一种智能化十字板剪切仪系统。

技术介绍

1、十字板剪切试验是一种用十字板测定饱和软粘性土不排水抗剪强度和灵敏度的试验，属于土体原位测试试验的一种。它是将十字板头由钻孔压入孔底软土中，以均匀的特定的速度转动，通过一定的测量系统，测得其转动时所需之力矩，直至土体破坏，量测土破坏时的抵抗力矩，从而计算出土的抗剪强度，由十字板剪力试验测得之抗剪强度代表孔内土体的天然强度。

2、现有技术中，测定土的不排水抗剪强度一般是将传感器设置于钻杆底部，人工摇动摇把，通过摇把驱动钻杆转动十字板头，十字板头剪切土层反力作用于传感器上，传感器的模拟信号通过线缆传输到单片机并转为数字信号后进行运算、存贮及显示。剪切速率的规定，用0.1°/s的剪切速率得到的误差最小，目前十字板头扭转角的测定采用人工转动方式并用秒表进行计时，测得单位时间内转动的角度，得到剪切速率，这种测定方式，不能精确控制转速，也不能准确获得十字板头的转动角度和转动速率。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种智能化十字板剪切仪系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。

2、为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：

3、一种智能化十字板剪切仪系统，包括静探机、单片机、可调速驱动装置、角度传感器、钻杆、力传感器和十字板头；所述静探机和所述可调速驱动装置均经电缆线与所述单片机相连，所述可调速驱动装置与所述静探机的十字板扭力箱的输入端相连；所述角度传感器设置在静探机的十字板扭力箱上；所述钻杆的上端与所述静探机的十字板扭力箱的输出端相连，所述钻杆的下端与十字板头相连，所述力传感器设置在所述十字板头与所述钻杆的连接端；所述角速度传感器和所述力传感器均经电缆线与所述单片机相连。

4、优选的，所述十字板扭力箱包括蜗轮、蜗杆、第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮与所述蜗杆同轴相连，所述蜗杆与所述蜗轮啮合；所述第一齿轮与所述可调速驱动装置相连，所述蜗轮与所述钻杆的上端相连。

5、优选的，所述可调速驱动装置包括电机、减速箱和可调速电路，所述单片机与所述可调速电路相连，所述可调速电路与所述减速箱相连，所述减速箱与所述电机相连，所述电机与所述第一齿轮相连。

6、优选的，所述角度传感器设置在所述第一齿轮或第二齿轮上。

7、优选的，所述十字板扭力箱还包括手动摇把装置，所述手动摇把装置与所述第一齿轮相连。

8、优选的，所述角度传感器为霍尔磁敏角度传感器。

9、本技术的有益效果是：1、采用电动驱动替代现有技术中的操作员手动操作，能够精确控制十字板头的转速，准确获取十字板头的转动角度和转动速率。2、角度传感器的设置能够准确反馈十字板的转动角度从而经单片机计算获取精准的剪切速率。3、通过设置可调速驱动装置经十字板扭力箱控制十字板头的转速，提高了试验诗句的在准确性和可靠性。4、可以根据不同的试验环境切换不同的操作模式，选择电动控制或手动控制，适应不同的操作环境。

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【技术保护点】

1.一种智能化十字板剪切仪系统，其特征在于：包括静探机、单片机、可调速驱动装置、角度传感器、钻杆、力传感器和十字板头；所述静探机和所述可调速驱动装置均经电缆线与所述单片机相连，所述可调速驱动装置与所述静探机的十字板扭力箱的输入端相连；所述角度传感器设置在静探机的十字板扭力箱上；所述钻杆的上端与所述静探机的十字板扭力箱的输出端相连，所述钻杆的下端与十字板头相连，所述力传感器设置在所述十字板头与所述钻杆的连接端；所述角度传感器和所述力传感器均经电缆线与所述单片机相连。

2.根据权利要求1所述的智能化十字板剪切仪系统，其特征在于：所述十字板扭力箱包括蜗轮、蜗杆、第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮与所述蜗杆同轴相连，所述蜗杆与所述蜗轮啮合；所述第一齿轮与所述可调速驱动装置相连，所述蜗轮与所述钻杆的上端相连。

3.根据权利要求2所述的智能化十字板剪切仪系统，其特征在于：所述可调速驱动装置包括电机、减速箱和可调速电路，所述单片机与所述可调速电路相连，所述可调速电路与所述减速箱相连，所述减速箱与所述电机相连，所述电机与所述第一齿轮相连。p>

4.根据权利要求3所述的智能化十字板剪切仪系统，其特征在于：所述角度传感器设置在所述第一齿轮或第二齿轮上。

5.根据权利要求3所述的智能化十字板剪切仪系统，其特征在于：所述十字板扭力箱还包括手动摇把装置，所述手动摇把装置与所述第一齿轮相连。

6.根据权利要求1所述的智能化十字板剪切仪系统，其特征在于：所述角度传感器为霍尔磁敏角度传感器。

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【技术特征摘要】

1.一种智能化十字板剪切仪系统，其特征在于：包括静探机、单片机、可调速驱动装置、角度传感器、钻杆、力传感器和十字板头；所述静探机和所述可调速驱动装置均经电缆线与所述单片机相连，所述可调速驱动装置与所述静探机的十字板扭力箱的输入端相连；所述角度传感器设置在静探机的十字板扭力箱上；所述钻杆的上端与所述静探机的十字板扭力箱的输出端相连，所述钻杆的下端与十字板头相连，所述力传感器设置在所述十字板头与所述钻杆的连接端；所述角度传感器和所述力传感器均经电缆线与所述单片机相连。

2.根据权利要求1所述的智能化十字板剪切仪系统，其特征在于：所述十字板扭力箱包括蜗轮、蜗杆、第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述第二齿轮与所述蜗杆同轴相连，所述蜗杆与所述蜗轮啮合；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋传河，隋玉明，
申请(专利权)人：中山市水利水电勘测设计咨询有限公司，
类型：新型
国别省市：